没有金属就没有现代的人类文明,然而金属腐蚀在我们的日常生活无处不在,如我们乘坐的汽车、轮船、飞机以及生活中使用的铁锅、菜刀等生锈现象。金属腐蚀遍及国民经济各部门,给国民经济带来巨大的损失。您知道吗?全世界每年因腐蚀而报废的钢铁设备已经超过其年产量的30%。更可怕的是,金属腐蚀还会造成桥梁坍塌、管道泄漏、轮船破沉等灾难性事故。
石墨烯是新一代防腐材料,它不仅具有可以阻隔几乎所有气体的完美屏蔽性能,而且还是目前世界上最薄最坚硬的纳米材料之一,是不折不扣的“材料之王”。科学家们发现,石墨烯如同“圣衣”一样可以覆盖在金属表面有效阻止金属和空气的接触,对金属起到良好的保护作用。正当科学家们为之欣喜若狂时,来自美国加州大学的Alex Zettl教授指出,石墨烯不能对金属起到长久保护,因为石墨烯是导电的。
换而言之,一旦石墨烯“圣衣”出现缺陷或破损,哪怕是针孔大小,其中金属产生的电子就如同蚂蚁一样被不停地从孔中释放,那么金属就会不停地被消耗直至殆尽-“千里之堤毁于蚁穴”。
为此,中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进涂料与粘合剂实验室提出以绝缘的白色“石墨烯”氮化硼纳米点封装石墨烯来实现石墨烯涂层的长期防腐概念。
白色“石墨烯”即氮化硼,是类石墨烯等电子绝缘材料,其通过超声碎裂及化学改性技术制备的极小纳米点(直径一般小于50nm)能够通过与石墨烯片层间的π-π堆积作用如磁铁一样吸附于石墨烯表面,起到类似导线绝缘皮套的作用。由于氮化硼纳米点富含亲水基团,该技术不仅能够突破制约石墨烯推广应用的关键瓶颈——石墨烯分散技术,还能从根本上消除石墨烯涂层在缺陷处加速金属腐蚀的隐患,赋予石墨烯长效保护。